DLR研究人員提出新型復(fù)合材料修理概念

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德國航宇中心（DLR）的研究人員提出了一種纖維增強聚合物材料的新型修理概念，以使生產(chǎn)中浪費減至最小。



　　由于纖維增強聚合物材料零件生產(chǎn)復(fù)雜且成本高，因此修理工藝通常耗時且昂貴。大型結(jié)構(gòu)，例如飛機機身，其設(shè)計服役壽命達30年，如果發(fā)生損傷，通常需要拆下來修理或完全替換。如果是金屬結(jié)構(gòu)，直接將損傷部件切掉，并用新的金屬結(jié)構(gòu)鉚接就行。而纖維增強聚合物零件的修理工藝相對復(fù)雜。因為纖維是承載且具有連接和結(jié)構(gòu)恢復(fù)功能，不能簡單地鉆和鉚，那將對纖維有損傷。DLR科學(xué)家先是去掉損傷的材料，然后用一塊補丁代替，這塊補丁類似于粘膏。補丁采用同樣纖維增強材料制造，同樣的纖維排列，利用熱壓作用膠接在結(jié)構(gòu)上。



　　DLR修理工藝有兩個特點。一是損傷材料使用激光器去除。工藝過程不需要任何冷卻，不需要夾具或壓力作用于結(jié)構(gòu)，且基本沒有工具磨損問題。二是研究人員僅加熱補丁區(qū)和結(jié)構(gòu)的損傷區(qū)。他們這樣做時采用與補丁相同尺寸的感應(yīng)加熱的金屬板通過真空壓實補丁，于是補丁在壓力和高溫下膠接在結(jié)構(gòu)周邊。



　　研究人員相信，新的修理方法比以前技術(shù)更加靈活。以前使用加熱爐或熱壓罐，整個零件都被加熱。加熱毯、紅外燈或熱風(fēng)系統(tǒng)雖然能夠?qū)崿F(xiàn)只加熱結(jié)構(gòu)的部分，但對修理區(qū)針對性不強。同時，DLR使用額外的絕緣層可實現(xiàn)超過value="300" unitname="℃" w:st="on">300℃加熱，甚至能夠修理熱塑性材料。



　　研究人員還開發(fā)了一種移動修理站來驗證該工藝。修理站包括修理纖維增強復(fù)合材料的所有系統(tǒng)。除了金屬板感應(yīng)加熱設(shè)備以外，還有在補丁上產(chǎn)生所需壓力的真空泵。工藝過程可以通過使用溫度傳感器進行控制。



　　目前，膠接工藝還沒有獲得航空部門批準用于高性能復(fù)合材料承載結(jié)構(gòu)零件的修理。但是，許多新開發(fā)的工藝已經(jīng)出現(xiàn)。幾家公司已經(jīng)對DLR開發(fā)的這種修理概念產(chǎn)生興趣。

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